L'Unreal Engine permet à Marvel Rivals de créer un nouveau multivers de héros Marvel

Depuis sa création en 1939, Marvel a bâti pendant 85 années un héritage extraordinaire dans le domaine du divertissement international, évoluant des populaires comics à l'animation et aux superproductions cinématographiques. 

Alors que l'influence de Marvel ne cesse de croître à travers le monde, ses jeux rassemblent les joueurs avec toujours autant de succès. La sortie récente de Marvel Rivals, un ambitieux jeu de tir multijoueur en équipe, a ravivé la passion des fans pour les jeux de super-héros. 

Cette collaboration révolutionnaire entre NetEase Games et Marvel Entertainment met en avant les incroyables possibilités de l'Unreal Engine 5, avec des graphismes impressionnants, des mécaniques de jeu complexes et un univers Marvel fidèlement reproduit qui entraîne les joueurs dans une expérience inédite.

L'équipe de NetEase Games a travaillé avec Epic Games tout au long du processus de développement et a pleinement tiré parti des capacités techniques de l'UE5. De l'éclairage dynamique et du rendu des ombres à la construction d'environnements destructibles complexes, le développeur avait pour objectif d'atteindre une qualité optimale tant au niveau de la présentation visuelle que de l'expérience interactive. 

Nous avons récemment rencontré Ruan Weikang, concepteur technique en chef de Marvel Rivals, afin qu'il nous en dise plus sur les coulisses de son développement et les difficultés rencontrées. 

L'interview aborde les trouvailles de l'équipe en matière d'optimisation technique, de modélisation des personnages et d'équilibrage des combats multijoueurs, démontrant comment une technologie de pointe peut redynamiser une franchise classique en offrant une expérience de jeu Marvel inédite aux joueurs du monde entier et en ouvrant la voie à de nouvelles possibilités en matière de divertissement interactif super-héroïque.

Quels sont les principaux défis à relever lorsqu'on développe un jeu de tir en équipe dans l'univers de Marvel ?

Ruan Weikang, concepteur technique en chef : Le premier défi majeur réside dans la conception du gameplay. Marvel est une institution internationale de premier plan, riche de 85 ans d'histoire. En tant que telle, Marvel suscite des attentes incroyablement élevées de la part des joueurs, qui souhaitent retrouver l'authenticité de ses personnages super-héroïques. L'équipe de développement devait s'assurer que chaque héros possède une personnalité et des capacités propres tout en trouvant le bon équilibre entre les personnages afin de garantir des affrontements équitables et justes. 

La coopération entre les super-héros était tout aussi cruciale. Avec l'implémentation des capacités associées, l'équipe a favorisé l'interactivité entre les héros et permis aux joueurs de faire des choix tactiques variés pendant les combats. Sur le champ de bataille du multivers, les héros peuvent utiliser leurs super-pouvoirs pour détruire les environnements et remodeler le terrain afin de donner l'avantage stratégique à leur équipe. Ces trois éléments fondamentaux (l'authenticité des super-héros, la destruction de l'environnement et la compétition en équipe) constituent les piliers du gameplay de Marvel Rivals.

Sur le plan technique, nous avons adopté les dernières innovations de l'UE5 pour concrétiser cette vision. Le système d'éclairage global Lumen offre des lumières dynamiques d'un réalisme saisissant, et le système de physique Chaos autorise la destruction réactive de l'environnement, ce qui ajoute de la profondeur tactique à chaque affrontement. Cependant, puisqu'il s'agit d'un jeu compétitif, il était primordial de favoriser un niveau de performances optimal. Trouver le juste milieu entre le spectacle visuel, les innovations de gameplay et la fluidité de l'action a été l'un de nos défis les plus récurrents.

Prenons par exemple les portails de Docteur Strange : ils impliquent la gestion d'effets visuels complexes et d'interactions dynamiques tout en maintenant la fluidité des combats multijoueurs. De la même façon, notre système de destruction de l'environnement doit offrir une simulation physique convaincante sans compromettre la fréquence d'images. Ces caractéristiques ont poussé notre équipe technique à innover constamment, et à trouver de nouveaux moyens d'optimiser les performances du moteur, la gestion des ressources et l'expérience globale des joueurs.

Qu'est-ce qui a motivé le passage de l'UE4 à l'UE5 en cours de développement ?

Ruan Weikang : Le développement du projet a commencé en 2019 sur l'UE4. Cependant, nous nous sommes heurtés à un obstacle technique de taille : notre système de destruction de l'environnement ne répondait pas à nos attentes en matière de production, de simulation physique et de performances. Les méthodes habituelles de prégénération de l'éclairage global ne convenaient pas à nos environnements majoritairement destructibles et accentuaient les limitations techniques.

Les deux piliers de l'UE5 (l'éclairage global dynamique Lumen et le système de destruction Chaos) nous ont permis de nous affranchir de ces problèmes de façon élégante. Leur synergie a permis d'améliorer considérablement les performances des scènes dynamiques tout en optimisant l'implémentation des effets de destruction. Début 2023, après une étude de faisabilité exhaustive, nous avons lancé le processus de mise à niveau du moteur. Il nous a fallu environ trois mois pour procéder à la transition depuis le moteur initial et mettre en place un pipeline de production stable. Après la mise à niveau, notre équipe a complètement réorganisé les pipelines de destruction et de création de scènes en s'appuyant sur Lumen et Chaos, ce qui nous a permis d'accroître considérablement l'efficacité de la production et la qualité visuelle.

Même si la mise à niveau du moteur et la reconstruction des systèmes techniques centraux en cours de développement représentaient un risque important, les résultats nous ont confortés dans notre décision. La mise à niveau nous a permis d'implémenter la destruction dynamique de l'environnement sur nos champs de bataille du multiverse et de créer des visuels détaillés à la physique réaliste tout en maintenant des performances exceptionnelles dans les scénarios multijoueurs. Les fondations techniques robustes de l'UE5 renforcent non seulement l'immersion des joueurs, mais elles garantissent aussi un gameplay fluide et réactif. Rétrospectivement, la mise à niveau vers l'UE5 a marqué un tournant crucial dans le développement du jeu, et le résultat final justifie toutes les ressources investies dans cette transition technique ambitieuse.

Comment l'équipe a-t-elle capturé l'essence des héros emblématiques des comics Marvel dans le jeu ?

Ruan Weikang : Tout au long du développement de Marvel Rivals, notre objectif premier a été de proposer une expérience super-héroïque authentique. Pour chaque personnage, nous avons effectué des recherches exhaustives à travers toutes les sources disponibles, en particulier les comics, afin d'en extraire l'essence. Cela peut se traduire par la source des pouvoirs (comme les rayons gamma de Hulk) ou par des traits de personnalité (comme la ruse caractéristique de Loki, le dieu de la malice). Ces éléments fondamentaux ont guidé la conception du gameplay pour garantir que les qualités les plus distinctives de chaque héros soient fidèlement retranscrites en mécaniques interactives.

Nous nous sommes également attachés à capturer des moments cultes qui font vibrer les fans, en transformant des scènes marquantes en expériences jouables. Les célèbres portails de Docteur Strange et les toiles de Spider-Man en sont de parfaits exemples, offrant à la fois une représentation fidèle des personnages et une dynamique de gameplay stimulante. Bien que l'implémentation de ces fonctionnalités s'accompagne de défis techniques et d'équilibrage considérables, celles-ci sont essentielles pour créer une expérience immersive dans l'univers Marvel.

Notre processus de développement repose sur une collaboration de chaque instant avec l'équipe chevronnée de Marvel. Chaque personnage a fait l'objet d'un examen approfondi à travers plusieurs discussions hebdomadaires, afin de veiller à ce que son design respecte l'héritage de Marvel tout en introduisant des éléments de gameplay innovants. L'équipe de Marvel, forte de sa connaissance approfondie de la franchise et de son expertise professionnelle, nous a prodigué de précieux conseils pour explorer et amplifier l'attrait unique de chaque héros.

Cette approche collaborative nous a permis non seulement de capturer l'essence des personnages de Marvel, mais aussi de leur conférer des identités de gameplay distinctes, pour finalement proposer une expérience de combat authentique dans Marvel Rivals.

Comment l'équipe a-t-elle implémenté une telle diversité de capacités tout en maintenant des performances stables lors des combats multijoueurs ?

Ruan Weikang : Pour transformer des personnages de comics en modèles jouables, nous avons exploité les capacités de l'UE5 en personnalisant le moteur. Nous avons considérablement amélioré le Gameplay Ability System (GAS) du moteur en développant un cadre complet pour les capacités et un ensemble d'outils permettant de gérer la logique de combat et les changements d'état. 

Le système d'effets visuels Niagara alimente notre catalogue d'effets visuels variés, son architecture d'interface de données permettant des mises à jour automatiques de la gamme d'effets en fonction des ajustements des paramètres de conception. Lors de scénarios de combat intenses, le chevauchement des effets des capacités peut générer des goulots d'étranglement au niveau des threads de rendu du CPU et du traitement du GPU. Pour régler ce problème avec notre vaste sélection de héros, nous avons mis au point une méthodologie de test de performances spécifique : l'activation simultanée des capacités de 12 héros identiques.

Cette approche repose sur le postulat suivant : si nous pouvons maintenir un certain seuil de performances avec 12 héros identiques utilisant simultanément leurs capacités, nous pouvons raisonnablement tabler sur des performances acceptables avec n'importe quel assortiment de 12 héros en combat réel. 

Cette méthodologie révèle des schémas de performances clairs : des problèmes de traitement de logique apparaissent lors des pics de performances, affectant le 1 % des IPS les plus bas, et les goulets d'étranglement au niveau du rendu créent des plateaux étendus ayant un impact sur les FPS moyens. Ces cas de test permettent d'optimiser rapidement les performances de notre vaste bibliothèque d'effets Niagara.

Pour les problèmes de rendu identifiés, nous avons mis en œuvre deux stratégies d'optimisation principales :

1. Analyse de la complexité des shaders : les capacités de visualisation de la complexité des shaders du moteur nous ont permis d'identifier et d'optimiser les effets de matériau très complexes.

2. Système de LOD dynamique : implémentation de l'ajustement automatique du niveau de détails en fonction de la couverture de l'écran, en association avec des émetteurs d'effets graduels, afin d'optimiser les performances des paramètres de basse qualité.

Grâce à ce cadre exhaustif de test et d'optimisation, nous nous assurons que toutes les capacités des héros répondent à nos objectifs de performances tout en produisant des effets visuels spectaculaires. Cette approche systématique permet de garantir à la fois la qualité visuelle et la fluidité du jeu dans tous les scénarios de combat.

Les portails de Docteur Strange ont été largement salués dans Marvel Rivals, mais ils posent également des problèmes de performances considérables. Quels sont les obstacles techniques auxquels l'équipe a été confrontée lors de leur implémentation ?

Ruan Weikang : Pour conférer à notre jeu sa teneur super-héroïque, nous avons implémenté des mécaniques emblématiques telles que les balancements fluides de Spider-Man et les portails de Docteur Strange. Ces derniers se sont d'ailleurs avérés particulièrement compliqués d'un point de vue technique. Combinée à des fonctionnalités graphiques avancées comme celles de Lumen, la création de portails permettant des connexions spatiales en temps réel et des interactions de combat bidirectionnelles a non seulement posé des problèmes complexes d'implémentation de gameplay, mais aussi des problèmes de performances inédits.

Notre première implémentation des portails utilisait le système de capture de scène de l'UE. Bien que ce composant intégré ait permis un prototypage rapide, il présentait d'importantes limites de performances dans les scénarios de combat complexes. Le fonctionnement de la capture de scène requiert un traitement en série de la part du processeur avec la vue principale, ce qui entraîne des temps d'attente importants et des opérations redondantes lorsque plusieurs portails s'activent simultanément, et impacte le rendu et l'efficacité des threads de l'interface matérielle de rendu (RHI). Par ailleurs, chaque portail actif impliquait un re-rendu complet de la scène, ce qui entraînait une surcharge conséquente du GPU.

Pour remédier à ces limites de performances, nous sommes passés à une implémentation en écran splité de hublot modifié. Cette approche intègre le rendu du portail directement dans le pipeline de la vue principale. Bien que cela ait impliqué des modifications profondes du pipeline de rendu pour chaque passe, cela nous a permis d'améliorer considérablement la parallélisation du processeur et de limiter les opérations redondantes. La solution du hublot permet de fusionner les GBuffers avant le post-traitement, ce qui minimise le suraffichage de pixels et améliore l'efficacité du GPU. Nous avons également implémenté une échelle de résolution dynamique pour l'intérieur des portails lorsqu'ils sont affichés sur l'écran du joueur, afin d'optimiser encore l'utilisation du GPU.

L'implémentation logique impliquait la gestion des transitions des effets des capacités et des personnages à travers les portails. Lorsque des objets traversent les portails, le système génère des copies des modèles et des effets correspondants tout en gérant l'occlusion pour l'intersection des portails.

Même si l'équilibrage entre la fonctionnalité des portails et les performances a présenté des difficultés importantes, le résultat final capture bien l'essence des capacités emblématiques de Docteur Strange tout en ajoutant une profondeur tactique au gameplay, ce qui justifie l'investissement technique.

Pourriez-vous nous faire part de votre approche de l'optimisation des scènes et de l'équilibre entre le réalisme visuel et les performances ?

Ruan Weikang : Les environnements de combat de Marvel Rivals couvrent l'ensemble de l'univers Marvel, des grandes salles majestueuses d'Asgard aux contrées extraterrestres de Klyntar en passant par les paysages urbains cyberpunk de Tokyo 2099, chacun avec une direction artistique et des mécaniques de destruction spécifiques. Équilibrer la qualité visuelle et les performances dans ces environnements variés a impliqué un travail d'optimisation considérable. Pour plaisanter, l'équipe dit souvent que chaque carte constitue un projet de recherche en soi.

La gestion du nombre de lumières s'est imposée comme notre premier objectif d'optimisation pour chaque environnement. L'implémentation de Lumen a accentué l'importance du contrôle des performances de l'éclairage. Pour faciliter la conception intuitive de l'éclairage sans sortir des paramètres de performances, nous avons limité la visualisation de la complexité de l'éclairage de l'UE5 aux zones de chevauchement lumière-objet, en ajustant les seuils de performances pour les lumières rectangulaires et de type projecteur en conséquence. 

Cette approche a permis à notre équipe artistique d'éviter les zones de chevauchement de lumière problématiques (indiquées par des zones rouges ou blanches dans la visualisation de la complexité) tout en atteignant les objectifs de performances fixés. De plus, pour optimiser les coûts élevés de performances dus à des éclairages de grands volumes, nous avons implémenté des masques limitant les calculs d'éclairage à des zones spécifiques. Ce système offre un contrôle artistique précis tout en maintenant des caractéristiques de performances optimales.

Au-delà de l'éclairage, la suite d'outils de visualisation de la complexité de l'UE5 s'est avérée d'une aide précieuse pour l'optimisation d'ensemble de la scène. Ces outils ont permis à nos équipes de conception, de programmation et de création artistique d'établir des standards clairs et quantifiables pour équilibrer la qualité visuelle et les performances.

Comment l'équipe a-t-elle tiré parti de l'éclairage global Lumen et du système physique Chaos pour créer des environnements destructibles à grande échelle dans Marvel Rivals ?

Ruan Weikang : L'implémentation d'un système de destruction massive des environnements a entraîné un premier défi technique majeur : la sélection d'une solution d'éclairage global adaptée. Les approches habituelles de prégénération se sont avérées inadéquates pour nos environnements remplis d'objets dynamiques et soumis à des changements d'éclairage fréquents. 

Lors de la mise à niveau vers l'UE5, l'intégration de Lumen et de Chaos a immédiatement révélé un obstacle technique majeur. Alors que nous attendions beaucoup de l'association de ces technologies, l'évaluation technique a révélé que les collections de géométrie de Chaos (CG) ne pouvaient pas générer de champs de distance. Or, c'est un prérequis essentiel pour le ray tracing logiciel de Lumen. Cette limite donnerait lieu à un éclairage global incorrect, caractérisé par des fuites de lumière et une illumination statique dans les zones détruites. En effet, l'implémentation native de l'UE5 n'autorisait pas l'intégration directe de Lumen avec la destruction à grande échelle du système Chaos.

Notre première mission a été de rendre possible la génération de champs de distance pour les ressources CG. Nous avons développé une approche hybride, en associant à chaque fragment des maillages statiques (MS) capables de générer un champ de distance. Au cours du processus de fragmentation, la géométrie de collision des bâtiments est convertie en composants MS et traitée simultanément, en conservant des propriétés de matériau cohérentes. 

En gérant bien la visibilité entre les fragments MS et CG, nous avons obtenu une génération de champ de distance fonctionnelle. Cette solution nous a permis d'intégrer les systèmes Lumen et Chaos, et ainsi d'établir la base de notre pipeline d'environnement dynamique.

En fonction du héros à l'origine de la destruction de la structure, on peut observer des mouvements de débris différents. Comment avez-vous obtenu ces effets de destruction variés ?

Ruan Weikang : Après avoir établi nos environnements de combat destructibles, nous nous sommes attelés à la création d'effets de destruction spécifiques à chaque héros. Compte tenu du style de combat unique de chacun, la destruction structurelle devait refléter des caractéristiques d'attaque distinctes. Qu'il s'agisse des coups de poing rageurs de Hulk, du feu nourri de la tourelle du Punisher ou des tornades dévastatrices de Storm, les débris s'inscrivent dans des motifs de mouvement soigneusement élaborés qui renforcent l'identité de chaque personnage.

Ces effets de destruction différenciés s'appuient sur le système de champs Chaos, avec des configurations d'impulsions personnalisées correspondant au langage visuel de chaque capacité. Au-delà des champs de force sphériques conventionnels, nous avons développé des modèles spécialisés, comme le champ de force spiralaire des tornades de Storm, afin de renforcer la profondeur tactique et l'authenticité visuelle de l'interaction avec l'environnement.

La destruction à grande échelle a généralement un impact conséquent sur les performances, mais Marvel Rivals affiche des actions fluides malgré des dégâts environnementaux poussés. Comment l'équipe a-t-elle réussi cette optimisation ?

Ruan Weikang : Implémenter la destruction environnementale à grande échelle tout en maintenant des niveaux de performances compétitifs a constitué notre plus grand défi technique. Le nombre de fragments est apparu comme le facteur de performances le plus déterminant.

Pour satisfaire à la fois aux exigences visuelles et à celles du gameplay, nous avons implémenté un système de fragmentation à deux niveaux pour les structures statiques. La fragmentation de premier niveau détermine les surfaces et schémas de rupture initiaux lorsqu'elle est déclenchée par les capacités des héros. 

À partir de ces premiers fragments, un processus de fragmentation secondaire crée des débris plus petits. Lorsque les héros attaquent des structures, les fragments principaux se décomposent en fragments secondaires, qui subissent alors des contraintes physiques régies par les champs de force du système Chaos. Ce mécanisme de fragmentation à deux niveaux est le principal responsable du nombre total de fragments dans nos environnements.

Dans un premier temps, nous avons utilisé le système Chaos pour fragmenter directement les bâtiments à l'aide des collections de géométrie, ce qui donnait des milliers de fragments par structure. Mais avec l'augmentation du nombre de fragments de scène, la simulation physique de l'effondrement des structures imposait au processeur une importante surcharge de calcul. 

Par ailleurs, les scènes post-fragmentation souffraient d'une augmentation spectaculaire du nombre de polygones, ce qui avait un impact considérable sur les charges de rendu du GPU et l'utilisation de la mémoire. Pour optimiser les performances du système Chaos sans nuire au gameplay compétitif, notre équipe technique a implémenté plusieurs améliorations fondamentales :

• Optimisation du calcul de la physique des fragments : les collections de géométrie de scène ne conservent que les fragments principaux, soit quelques centaines par bâtiment. Lorsque les héros détruisent des structures, nous cachons directement les fragments principaux et transférons la lecture des fragments secondaires à Niagara, avec une modification afin d'utiliser les collisions par champ de distance via le GPU. Ainsi, pour des effondrements de bâtiments d'ampleur équivalente comptant des milliers de fragments, en matière de performance, nous sommes passés de pics de calculs physiques de 10,4 ms côté processeur à seulement 0,2 ms côté GPU.

• LOD des fragments et élimination prématurée pilotée par le GPU : nous avons ajouté une fonctionnalité de LOD aux collections de géométrie, ce qui nous a permis de réduire efficacement le nombre de polygones des fragments. Le système Chaos ne pouvant nativement procéder à l'élimination qu'au niveau du bâtiment, il en résultait une importante surcharge de rendu superflue. L'implémentation d'un système d'élimination au niveau des fragments piloté par le GPU a nettement amélioré les performances de rendu. Cette optimisation est particulièrement perceptible sur les configurations les moins puissantes.

Au-delà de ces optimisations fondamentales, notre équipe moteur a implémenté de nombreuses améliorations de logique, dans le but de maximiser les performances du système de destruction tout en préservant l'intégrité du gameplay compétitif.

Marvel Rivals est disponible sur l'Epic Games Store (EGS). Sur quels autres canaux officiels les joueurs peuvent-ils en apprendre davantage sur le jeu ? 

Ruan Weikang : Merci pour cette interview ! Les joueurs peuvent consulter notre site officiel à l'adresse www.marvelrivals.com et nous suivre sur les réseaux sociaux pour ne manquer aucune mise à jour :

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Le jeu est également disponible directement sur l'Epic Games Store.